Непенин Н.Н., Непенин Ю.Н. Технология целлюлозы. В 3-х т. Том 3. Очистка, сушка и отбелка целлюлозы. Прочие способы получения целлюлозы

Подождите немного. Документ загружается.

вала

опираются

на

подшипники,

смонтированные

на

шарнирно

за-

крепленных

рычагах,

на

которые оказывает действие стальная

пру-

жина.

Внутри ванны установлены регулировочный

успокоительный

щиты.

Ванна имеет

два

штуцера

для

подвода массы

и три

люка

для

промывки. Внутри ситового

барабана

имеются щиты

для

ре*

гулировки уровня

воды.

Оборотная

вода

отводится

через

открытый

торец

барабана

попадает

сборный

желоб.

После

отжима

под

прижимным

валом слой массы снимается плоским шабером

при

концентрации

7—8%.

Привод барабана

во

вращение

частотой

Рис.

34.

Двухбарабанный

сгуститель:

I—барабаны;

—

ванна;

—

шаберы;

—

сборник

для

оборотной воды;

—

подвод

массы.

6 —

отвод оборотной воды;

7 —

наклонный

щит;

рыхлитель;

S —

спрыск;

10 — люк для

промывки;

11 —

колпак

14—18

мин-

производится

от

электродвигателя через клиноре-

менную

передачу,

редуктор

пару

шестерен.

Кроме

шаберных

обычных

сгустителей,

налажен выпуск

двухбарабанных

сгустителей

марки

С2Б,

напоминаю-

щих по

своему устройству пресс типа Варинип

(см.

«Технология

целлюлозы»,

том 2,

параграф

5.3.3).

Двухбарабанный сгуститель

(рис.

34)

состоит

из

двух

перфорированных полых

барабанов,

расположенных

общей ванне. Герметизация барабанов обеспечи-

вается

уплотнительиыми

бандажами.

Стенки барабана имеют

сп

'.-

ральныс

канавки, между которыми насверлены круглые

отверстия

диаметром

3—4

мм;

сверху барабан обтянут фильтрующей метал-

лической

или

синтетической сеткой.

Масса

при

концентрации

от

1,5

до 5%

подается

ванну

под

давлением

0,08

МПа.

Вода

фильт-

руется сквозь сетку внутрь барабанов

через

их

открытые торцы

сливается

отсеки оборотной воды, устроенные

по обе

стороны

ванны.

Барабаны вращаются навстречу друг другу

по

направле-

нию

снизу

вверх. Зазор между

ними

можно регулировать передви-

жением подшипников

пределах

от 0 до 24 мм.

Отложившиеся

на

поверхности барабанов слои массы соединяются

между

собой

зазоре между барабанами подвергаются значительному дав-

лению,

под

действием которого происходит обезвоживание

до

20—40%

сухости. Отжатая масса снимается шаберами

сползает

рыхлитель, разбивающий

ее на

отдельные комочки. Ниже приве-

дена

техническая характеристика

двухбарабанных

сгустителей

описанного

типа.

Марка

сгустителя С2Б-07

С2Б-10

С2Б-16

С2Б-22-35

Суточная

производительность,

воздуш-

но-сухой

сульфатной целлюлозы

. . .

18—100

25—140

40—225

265—550

Суммарная

поверхность барабанов,

7 10 16 22

Частота

вращения

барабанов,

мин-

.0,64—6,6

0,64—5,0

0,87—4,3

7,4—14,7

Мощность

электродвигателей,

кВт . .

привода

барабанов

22 30 55 ПО

привода рыхлителя

1,5 2,2

3,0

15,0

Удельный

расход электроэнергии

при

максимальной произво-

дительности

составляет

5—6

кВт-ч/т

целлюлозы,

при

минимальной

возрастает

до 30

кВт-ч/т.

Целевым

назначением двухбарабанных

сгустителей является обезвоживание сульфатной целлюлозы,

в том

числе

горячей массы перед промывкой.

1.7.2.

Сгущение

на

барабанных

фильтрах

На

современных предприятиях значительно шире,

чем

сгусти-

тели,

для

сгущения целлюлозы применяются барабанные

фильтры

разнообразных конструкций, частично

описанные

главе

второго

тома «Технологии целлюлозы».

Там

указывалось,

что по

способу создания разности давлений, необходимой

для

фильтрации,

различают фильтры

низковакуумные

(работающие

но

принципу

сгустителей),

высоковакуумные (или просто вакуумные)

фильтры давления.

Все эти

типы барабанных фильтров исполь-

зуются

не

только

для

промывки,

но и для

сгущения целлюлозы.

качестве примера низковакуумного фильтра

во

втором томе

«Технологии

целлюлозы»

описан

бесклапанный

фильтр типа Линд-

блада. Дополнительно упомянем низковакуумные фильтры типа

Камюр

М-57

отечественные

ВК.

Барабан фильтра типа

а м

(рис.

35)

состоит

из

двух обечаек

—

наружной, перфо-

рированной,

внутренней, глухой. Внутренняя обечайка имеет

слегка коническую форму

уклоном

сторону распределительной

головки

снабжена изнутри кольцами жесткости. Пространство

между обечайками разделено продольными перегородками

во всю

длину

барабана

на

большое число камер (ячеек); отсасываемая

из

массы вода

по

этим каналам

стекает

торцу барабана

попа-

дает

распределительную головку, разделенную перегородками

на

зоны. Обезвоживание массы

на

поверхности барабана проис-

ходит

при

постоянном вакууме, отвечающем разности уровней воды

сборнике

отсасывающей

трубе.

На

конце отсасывающей

трубы

имеется дроссельная заслонка, позволяющая регулировать

высоту

столба воды

трубе

таким образом изменять величину вакуума.

Частота

вращения

барабана

помощью вариатора скорости

мо-

жет

изменяться

пределах

от 0,9 до 3,4

мин-

крупных фильт-

ров

этого типа длина барабана

достигает

9 м, и в

этом

случае

распределительные головки устраиваются

по

обеим

его

сторонам,

нижняя

обечайка выполняется

из

двух

полых конусов, обращен-

ных

друг

другу узкими концами.

Отечественный

низковакуумный

фильтр,

называемый

гравитационным (рис.

36),

по

конструкции аналогичен

фильтру

типа

Камюр.

Ванна фильтра имеет форму полуцилиндра,

кото-

рому

по

сторонам присоединены

отделение

для

напуска

массы

сборник сгущенной массы. Сгущенная масса измельчается вин-

товым

разрывателем.

Барабан

имеет

такое

же

устройство,

как

фильтра

типа

Камюр.

Над

барабаном установлен отжимный гум-

мированный

вал,

служащий

для

дополнительного

обезвоживания

слоя массы, отфильтрованной

на

поверхности барабана.

После

съема

массы

шабером

сетка

промывается

из

спрыска,

имеющего

возвратно-поступательное движение.

Для

отсоса

воды

из

отфильт-

рованного слоя массы

после

того,

как

слой

выходит

из-под уровня

массы

ванне, служат присоединенные

каждой ячейке внутрен-

ние

сифонные

трубы,

концы

которых

остаются

погруженными

под

уровень воды внутри барабана. Техническая характеристика низко-

вакуумных

фильтров

марки

ВК

приведена

ниже.

Концентрация

поступающей массы составляет

от 0,8 до 2%,

сгущенной

массы—•

от

8 до

14%.

Марка

фильтра

ВК-20

ВК-.0

ВК-60,

ВК-80

Поверхность

фильтрации,

. 20 40 60

.•„

Диаметр барабана,

м . . . . 2,6 3,4 3,4

.3,75

Длина барабана,

м . . . . 2.6 3,7 5,7 7,0

Частота вращения барабана,

мин-

0,5-2,0

0,7—2,5

0,75-3,0

Угол погружения барабана

массу,

град

180—210

Мощность электродвигателя,

кВт

11,5

2Э,5

29,5

52,5

Высоковакуумными

называются барабанные фильтры,

ячейках которых разрежение

создается

не

сифонными внутрен-

ними

трубками

или

каналами,

барометрическими трубами

или.

Рис.

35.

Низковакуумный

фильтр

типа

ичьтрат

Amnocqxp-

HblL

воздух

вакуум-насосами,

присоединяемыми,

распределительной

головке.

Барометрические трубы имеют длину

8—10

м, и при их

использо-

вании фильтры приходится устанавливать

на

высоких

отметках,

как

правило,

на

третьем

этаже

здания.

При

использовании ваку-

ум-насосов фильтры можно ставить

на

любом

этаже,

но при

этом,

естественно, возрастает расход энергии.

главе

второго

тома

«Технологии целлюлозы» было описа-

но

несколько конструкций высоковакуумных фильтров,

по

принци-

пу

действия

однозонных

либо

двухзонных,

применяемых

для

промывки целлюлозы.

Для

сгущения целлюлозы

нет

смысла

пользоваться двухзонными фильтрами,

так как

отпадает

необхо-

димость получать

два

различных фильтрата.

Распределительная

головка

'имеет,

следовательно, одну общую камеру

отвода

отфильт-

рованной

воды

небольшую камеру, сообщающуюся

атмосферой

момент

съема

массы

барабана.

качестве примера высоковакуумного барабанного фильтра

на

рис.

показана схема устройства фильтра отечественного произ-

водства марки

БВК-

Вакуум

создается

барометрической тру-

бой.

Из

средней части каждой ячейки отведены вакуум-трубки,

присоединенные

шайбе

отверстиями,

примыкающей

распре-

делительной головке.

Через

эти

трубки происходит отсос

воды

из

каждой

ячейки

под

поверхностью сетки

в тот

момент, когда

она

погружена

массу,

затем выходит из-'под поверхности массы

ванне

в тот

момент, когда

она

сообщается

отделением распре-

делительной головки, находящимся

под

вакуумом. Когда вакуум-

трубка сообщается

отделением головки, находящимся

под

атмо-

сферным

давлением, происходит

съем

сгущенной массы

шаберныл!

устройством, состоящим

из

рифленого валика, вращающегося

не-

сколько быстрее,

чем

барабан. Ниже дана техническая характе-

ристика

высоковакуумных фильтров

описанного

типа.

Марка фильтра

БВК-20-2,6

БВК-60-3,4

Поверхность фильтрации,

20 60

Диаметр барабана,

м 2,6 3,4

Длина

барабана,

м . . . . . 2,6 5,7

Частота

вращения барабана,

мин-

. .

0,5—?,()

0,7—2,5

Мощность электродвигателя,

кВт

11,5

29,5

Рис 36

Схема

устройства гравитационного вакуум-фильтра:

—

барабан,

—ванна;

3 —

отделение

для

напуска

массы

4 —

сборник

сгущенной

мае-

--ы;

—шабер

для

съема

слоя;

—

отжимной

вал;

7 —

спрыски;

8 —

вентиляционный

колпак;

—

сифонные

трубки;

10 —

спрыск

для

промывки

сетки;

// —

винтовой

разры-

ватель;

12 —

привод

Рис.

37.

Схема

устройства

вакуум-фильтра

барометрической

трубой:

—

барабан;

2 —

ванна;

з —

отделение

для

напуска

массы;

4 —

сборник

сгущенной

мас-

сы; 5 —

шабер

для

съема

слоя;

—

отжимной

вал;

7—

спрыски;

—

вентиляционный

колпак;

9 —

вакуум-трубки;

—

спрыск

для

промывки

сетки;

11 —

винтовой

разрьгоа-

тель;

12 —

привод;

—

распределительная

головка;

14 —

барометрическая

трубка

Заказ

97 65

Концентрация

поступающей

ванну массы составляет

0,8—

2%,

сгущенной

8—14%.

Угол погружения

барабана

массу

180—

:210°.

Производительность барабанных фильтров принято относить

фильтрующей поверхности барабана.

Для

лиственной

ко-

ротковолокнистой

целлюлозы удельный съем всегда несколько

.меньше,

чем для

хвойной.

табл.

приведены средние значения

для

низко-

высоковакуумных фильтров.

Таблица

Тип

фильтра

Инзковакуумныи

Высоковакуумнып

Вид

иелл.олозы

Cy.ii

фитиля

Сульф£|Тнг;я

Сульфита

1Я

Су

1ьфатн.ш

Концентрация

массы,

»„

1,J

—

1,5

1,0-4,5

1,J

1.5

1,0-1

Удельный

съем,

(T/M

-C>"I)

,хЛЯ

целлюлозы

хвойной

лиственной

5,7-6,3

4.5—4,8

6,4—9,')

5.5 7,8

5,4

-5.9

3,7—4.1

6,4—8,5

5,5—7,8

Барабанные

фильтры

давления

отличаются

тем,

что

барабан

вместе

ванной закрывается герметичным колпаком,

под

которым вентилятором

или

воздуходувкой

создается

избыточное давление, необходимое

для

фильтрации

жидкости

сквозь

слой массы,

давление

же в

ячейках

под

сеткой

сохраняется

атмосферное. Фильтры давления, выпускаемые финской фирмой

«Раума-Репо-

ла»,

описаны

главе

второго тома «Технологии целлюлозы».

Для

сгущения

целлюлозы

очистных отделах

они

практически

не

используются.

1.7.3.

Другие аппараты

для

сгущения

обезвоживания целлюлозы

случаях,

когда

сгущение

должно производиться

до

особенно

высоких

концентраций

(30%

выше), такой процесс называют обезвоживанием.

Для

обезвоживания применяются различные конструкции прессов.

Типовой

конструкцией является

винт-пресс

[11,

с.

533],

представля-

ющий

собой стальной винт

уменьшающимся шагом спирали, вращающийся

частотой

25—30

мин-

стальной

перфорированной рубашке, состоящей

из

цилиндрической

конической

частей

заключенной

наружный кожух

ребрами

жесткости

(рис.

38).

Масса

начальной

концентрацией

6—7%

загружается

винт-пресс

через

приемную

воронку,

захватывается

витками

винта

продвигается

выходному концу, подвергаясь сильному сжатию.

За-

ключенная

массе вода выжимается через отверстия

рубашке (диаметром

5 6 мм) и

стекает

приемник,

расположенный

под

прессом.

Для

регулиро-

вания

давления отжима

степени

обезвоживания массы служит устройство

па

выходном

конце

винта,

позволяющее увеличивать

или

уменьшать сечение

выходного

отверстия

для

массы. Обезвоженная

до

сухости

30—40%

целлю-

лозная масса

выходит

из

пресса

виде

комков.

Для

разбивания

ее

служит

камера,

которой

устанавливают

разрыхлитель

виде

лопастей, имеющих фор-

му

вогнутых пил, вращающихся

от

зубча,той

передачи.

Выдавливаемая винт-прессом

вода

богата

волокном,

и ее

обязательно

ис-

пользуют

как

оборотную.

При

диаметре винта

245 мм

(начальном)

длине

1250

мм

пресс пропускает

сутки

60 т

воздушно-сухой целлюлозы

при

обез-

воживании

до 30% и

расходует

на 1 т

целлюлозы около

кВт-ч

электро-

энергии

при

мощности электродвигателя

кВт.

Кроме винт-прессов,

для

обезвоживания целлюлозы используются

пресс-

фильтры

(фильтры

жидкостного

давления), описанные

главе

второго

тома

«Технология

целлюлозы),

также

двухбарабанные

сгустители

(см.

1.7.1),

прессы

типа

Варинип

некоторые другие, как, например, пресс

типа

Андерсона (описанный

1.2.2), позволяющий

достигать

степени

обез-

воживания

целлюлозной массы

до

50-60%

сухости.

Как

правило, использо-

вание

для

обезвоживания массы прессов различного типа

требует

предвари-

тельного сгущения

ее

или

обезвоживания

на

сгустителях

или

барабанных

фильтрах.

Рис.

38.

Устройство винт-пресса:

—

вход

массы;

2 —

выход

отжатоП

массы;

—

сток

отжатой

воды

1.8.

УСТРОЙСТВО

ОЧИСТНЫХ

ОТДЕЛОВ

1.8.1.

Вспомогательное

оборудование

очистных

отделов

Сгущением целлюлозы после тонкого сортирования

заканчи-

вается,

по

существу, работа очистного

отдела.

Необходимая сте-

пень

сгущения,

пли

конечная

концентрация массы,

определяется

дальнейшим

назначением целлюлозы.

Чаще

всего

целлюлозу

на-

правляют

после сгущения

буферный

мешальный

бассейн

доста-

точно больших размеров

для

создания запаса массы

между

очист-

ным

следующими

за ним

бумажным, сушильным

или

отбельным

отделами,

где

производится дальнейшая обработка

целлюлозы.

Кроме

того,

буферный бассейн служит

для

выравнивания

колеба-

ний

концентрации массы

смешения целлюлозы нескольких варок

.(при

периодическом способе варки). Последнее особенно важно

в тех

случаях, когда массу после очистного

отдела

направляют

на

отбелку.

учетом этих обстоятельств размеры буферных мешаль-

ных

бассейнов могут

быть

весьма различны,

запас массы

в них

может

колебаться примерно

от

-часового

до

12-часового.

Зная суточную производительность потока

(отдела)

необхо-

димый запас

массы,

объем

бассейна,

легко

определить

из

выражения

к;о,

тде

—

суточная производительность,

воздушно-сухой

целлюло-

зы;

с —

концентрация массы,

т —

продолжительность хранения

{запас),

ч,

—

плотность массы, т/м

Массные бассейны делаются горизонтальными

или

вертикаль-

ными,

а по

назначению

—

для

массы

низкой

—

4%)

или

высокой

(10

—

15%)

концентрации.

Очевидно,

чем

выше

концентрация

мас-

сы, тем

относительно меньше

может

быть

об<ьем

бассейна

для

вмещения одного

того

же

запаса

целлюлозы.

Все

бассейны

обя--

зательно

снабжаются мешальными

устройствами

для

поддержа-

ния

волокна

во

взвешенном состоянии. Применяются пропеллер-

ные и

насосные циркуляционые

мешальные

устройства.

Горизонтальные

пропеллерные

бассейны

выполняются

резервуаром

из

железобетона. Изнутри стенки бассейна затира-

ют

«под лопатку»

или

облицовывают кафельной плиткой,

что

устраняет слизеобразование

засорение массы. Ванна бассейна

вертикальными

перегородками делится

на

два,

три или

четыре

хода

по

длине.

Двухходовые

бассейны оборудуются одной про-

пеллерной

мешалкой,

четырехходовые

—

двумя,

трехходовые

могут иметь одну

или две

мешалки.

Для

примера

на

рис.

пока-

зан

небольшой горизонтальный бассейн вместимостью

150

двухходовой сдвоенный, оборудованный

двумя

пропеллерными

ме-

шалками.

Концентрация массы

бассейне составляет

—

4%.

Мощ-

ность электродвигателей пропеллеров

по 7

кВт.

Дну

ходов бас-

сейна

придается небольшой уклон (около

*/5о)

по

ходу

массы.

При

большом

объеме

горизонтальных

бассейнов

(400

—

500

)

пропеллеры

иногда устанавливают

по

обоим

концам

ванны.

Горизонтальные

бассейны используются

для

хранения массы низ-

кой

средней

—

7%)

концентрации.

последнем

случае

в ка-

честве

мешальных

устройств часто применяют циркуляционные

ко-

леса

насосного типа.

На

рис.

изображен оборудованный двумя

такими

устройствами

трехходовый

бассейн

круглой формы

объе-

мом

900

Интенсивность

перемешивания массы зависит

от

оборачивае-

И I и I A

! ii

ii 1

5500

Рис.

39.

Горизонтальный

сдвоенный

двухходовой

бассейн

Рис.

40.

Горизонтальный бассейн

круглой

формы

мости

ее в

единицу времени,

т. е. от

производительности циркуля-

ционного колеса

по

отношению

количеству жидкой массы,

не-

прерывно поступающему

бассейн. Мощность

электродвигателя,

кроме

того,

зависит

от

концентрации массы. Например,

для

бас-

сейна

объемом

1700

'при

концентрации массы 3,5% (запас

ЬО

воздушно-сухой

целлюлозы),

оборудованного двумя

циркуляцион-

ными

колесами, нужны

два

электродвигателя

по 25

кВт,

а для

Рис.

41.

Бассейн

для

хранения

массы высокой концентрации

бассейна объемом 1500

при

концентрации массы

(запас

90 т

целлюлозы) нужны

два

электродвигателя

по 37

кВт. Удель-

ная

установочная мощность

на 1 т

целлюлозы,

однако,

остается

примерно

одинаковой

—

от

0,75

до 2,5

кВт,

зависимости

от ин-

тенсивности

перемешивания. Скорость циркуляции массы

В. С.

Потапов

и В. Е.

Шамко [16,

с. 99]

рекомендуют определять